溫室大棚精準(zhǔn)控制及生長數(shù)據(jù)可追溯系統(tǒng)研發(fā)
發(fā)布時(shí)間:2022-01-25 22:04
農(nóng)業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ),是國家自立、社會(huì)穩(wěn)定的根源。近些年來,隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,日光溫室的智能化程度越來越高,將智能終端系統(tǒng)嵌入到溫室大棚的監(jiān)控中已經(jīng)成為未來發(fā)展的一種趨勢。論文基于中國移動(dòng)免費(fèi)開放的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)OneNET,研發(fā)了一個(gè)智能監(jiān)控系統(tǒng),采用STM32F103為主控芯片搭建硬件系統(tǒng)并完成軟件設(shè)計(jì),使用OneNET云平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場。用戶通過登錄云平臺(tái)可以隨時(shí)隨地觀察溫室內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù),根據(jù)植物生長要求下發(fā)命令實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。管理人員還可以以掃描二維碼的方式,在云平臺(tái)上查詢歷史數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)追溯功能。論文的主要內(nèi)容如下:1.根據(jù)溫室大棚的環(huán)境因素與功能要求,設(shè)計(jì)以STM32F103單片機(jī)為核心的硬件系統(tǒng)。2.采用ESP8266模塊實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)與OneNET云平臺(tái)的無線通信,實(shí)現(xiàn)終端采集和測量,云平臺(tái)進(jìn)行命令下發(fā),通過STM32接收命令、繼電器執(zhí)行來遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場設(shè)備,根據(jù)植物生長需要設(shè)定上下限閾值實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫功能。3.管理人員使用PC機(jī)網(wǎng)頁、手機(jī)APP或者掃描二維碼的方式登錄到云平臺(tái)上進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)、設(shè)備在線狀態(tài)、多個(gè)設(shè)備管理操作,根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)分析農(nóng)作物生長情況,實(shí)現(xiàn)生...
【文章來源】:內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
(a)荷蘭溫室Figure1.3(a)Dutch圖1.3(b)現(xiàn)代山墻溫室Figure1.3(b)Modern圖1.3(c)機(jī)器人溫室Figure1.3(c)Robotic圖1.3(d)植物工廠Figure1.3(d)Plant
第二章 項(xiàng)目需求分析日光溫室的整體環(huán)境相對封閉,不易受外界環(huán)境因素的影響,所以設(shè)計(jì)一套溫室大棚智能化監(jiān)控系統(tǒng)十分必要。而給出一個(gè)合理的技術(shù)方案需要對控制對象、農(nóng)作物的生長條件等需求進(jìn)行詳細(xì)分析。2.1 控制對象及指標(biāo)達(dá)拉特旗地處內(nèi)蒙古自治區(qū)的西南方向,鄂爾多斯高原的北端,黃河的中游南岸,屬于典型的溫帶大陸性氣候,是國家商品糧基地和國家農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)[15]。達(dá)拉特旗五股地村是政府的重點(diǎn)扶持對象,全村共建設(shè)了 90 多棟日光溫室。圖 2.1(a)為溫室大棚現(xiàn)場,大棚一邊是磚混結(jié)構(gòu),另一邊由圓弧鋼架構(gòu)成,塑料薄膜起到了保溫的作用。以其中一棟草莓日光溫室為控制對象,如圖 2.1(b),進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研。
內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文自然情況下,空氣中的二氧化碳濃度為 0.03%,溫室環(huán)境密閉,由于光合作用消耗氧化碳,所以需要根據(jù)室內(nèi)的二氧化碳濃度作出相應(yīng)的補(bǔ)充[16]。溫室大棚所處地區(qū)氣溫接近零下 20℃,所以單純靠棉簾的保溫效果不能夠滿足農(nóng)作物的生長條件。電過大功率的電熱絲將電能轉(zhuǎn)化為熱能,供溫室使用,有效地預(yù)防了溫室大棚出現(xiàn)低。圖 2.3(a)為溫室現(xiàn)場的電熱風(fēng)機(jī)設(shè)備。農(nóng)作物生長狀況也受光照時(shí)間的影響,而且夜時(shí)間差比較大,所以對溫室的補(bǔ)光必不可少。圖 2.3(b)為一款智能補(bǔ)光燈,可以物的成熟期,提高產(chǎn)量。溫室的灌溉也由人工方式轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化模式。在進(jìn)水閥處個(gè)電磁閥,進(jìn)水閥開關(guān)處于常開狀態(tài),當(dāng)農(nóng)戶下發(fā)指令后,信號通過單片機(jī)處理,器執(zhí)行,最終實(shí)現(xiàn)噴灌的遠(yuǎn)程控制。自動(dòng)放風(fēng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng),保證溫室大棚內(nèi)的溫度恒
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于OneNET平臺(tái)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 丁飛,吳飛,艾成萬,張登銀,童恩,張慶. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[2]大棚草莓高產(chǎn)高效種植關(guān)鍵技術(shù)探討[J]. 李先運(yùn),王衛(wèi)國. 農(nóng)民致富之友. 2018(15)
[3]現(xiàn)代溫室的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 趙一燃. 新農(nóng)業(yè). 2018(09)
[4]基于OneNet平臺(tái)的作物監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 單桂朋,江朝暉,孫云云. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2017(12)
[5]一種基于OneNet設(shè)備云的智能硬件組網(wǎng)方法[J]. 陳寶遠(yuǎn),褚慶文,孫忠祥,羅中明. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[6]氣候條件對內(nèi)蒙古西部黃河南岸小麥產(chǎn)量的影響——以達(dá)拉特旗為例[J]. 張彩云. 北方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2017(04)
[7]基于OneNet平臺(tái)的電力負(fù)荷監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J]. 公茂法,公鑫,張敏,接怡冰,滕文輝. 電測與儀表. 2017(15)
[8]農(nóng)業(yè)部常務(wù)會(huì)議審議通過《“十三五”全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展規(guī)劃》[J]. 中國飼料. 2016(17)
[9]ESP8266在智能家居監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 范興隆. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2016(09)
[10]基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫室溫濕度智能控制系統(tǒng)研究[J]. 吳曉強(qiáng),黃云戰(zhàn),趙永杰. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2016(04)
碩士論文
[1]基于設(shè)備云平臺(tái)的智能農(nóng)業(yè)溫室大棚遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[D]. 孫忠祥.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[2]基于物聯(lián)網(wǎng)的蔬菜質(zhì)量追溯系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 許博明.北京交通大學(xué) 2017
[3]大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)技推廣中的應(yīng)用研究[D]. 馮陽.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2016
[4]基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室監(jiān)控系統(tǒng)云平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王雷雨.內(nèi)蒙古大學(xué) 2016
[5]基于Onenet的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 劉曉劍.鄭州大學(xué) 2016
[6]基于二維碼的蔬菜溯源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙傳興.中國海洋大學(xué) 2015
[7]基于STM32單片機(jī)的高精度超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 苑潔.華北電力大學(xué) 2012
[8]云計(jì)算平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D]. 張棋勝.北京交通大學(xué) 2011
本文編號:3609278
【文章來源】:內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
(a)荷蘭溫室Figure1.3(a)Dutch圖1.3(b)現(xiàn)代山墻溫室Figure1.3(b)Modern圖1.3(c)機(jī)器人溫室Figure1.3(c)Robotic圖1.3(d)植物工廠Figure1.3(d)Plant
第二章 項(xiàng)目需求分析日光溫室的整體環(huán)境相對封閉,不易受外界環(huán)境因素的影響,所以設(shè)計(jì)一套溫室大棚智能化監(jiān)控系統(tǒng)十分必要。而給出一個(gè)合理的技術(shù)方案需要對控制對象、農(nóng)作物的生長條件等需求進(jìn)行詳細(xì)分析。2.1 控制對象及指標(biāo)達(dá)拉特旗地處內(nèi)蒙古自治區(qū)的西南方向,鄂爾多斯高原的北端,黃河的中游南岸,屬于典型的溫帶大陸性氣候,是國家商品糧基地和國家農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)[15]。達(dá)拉特旗五股地村是政府的重點(diǎn)扶持對象,全村共建設(shè)了 90 多棟日光溫室。圖 2.1(a)為溫室大棚現(xiàn)場,大棚一邊是磚混結(jié)構(gòu),另一邊由圓弧鋼架構(gòu)成,塑料薄膜起到了保溫的作用。以其中一棟草莓日光溫室為控制對象,如圖 2.1(b),進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研。
內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文自然情況下,空氣中的二氧化碳濃度為 0.03%,溫室環(huán)境密閉,由于光合作用消耗氧化碳,所以需要根據(jù)室內(nèi)的二氧化碳濃度作出相應(yīng)的補(bǔ)充[16]。溫室大棚所處地區(qū)氣溫接近零下 20℃,所以單純靠棉簾的保溫效果不能夠滿足農(nóng)作物的生長條件。電過大功率的電熱絲將電能轉(zhuǎn)化為熱能,供溫室使用,有效地預(yù)防了溫室大棚出現(xiàn)低。圖 2.3(a)為溫室現(xiàn)場的電熱風(fēng)機(jī)設(shè)備。農(nóng)作物生長狀況也受光照時(shí)間的影響,而且夜時(shí)間差比較大,所以對溫室的補(bǔ)光必不可少。圖 2.3(b)為一款智能補(bǔ)光燈,可以物的成熟期,提高產(chǎn)量。溫室的灌溉也由人工方式轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化模式。在進(jìn)水閥處個(gè)電磁閥,進(jìn)水閥開關(guān)處于常開狀態(tài),當(dāng)農(nóng)戶下發(fā)指令后,信號通過單片機(jī)處理,器執(zhí)行,最終實(shí)現(xiàn)噴灌的遠(yuǎn)程控制。自動(dòng)放風(fēng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng),保證溫室大棚內(nèi)的溫度恒
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于OneNET平臺(tái)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 丁飛,吳飛,艾成萬,張登銀,童恩,張慶. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[2]大棚草莓高產(chǎn)高效種植關(guān)鍵技術(shù)探討[J]. 李先運(yùn),王衛(wèi)國. 農(nóng)民致富之友. 2018(15)
[3]現(xiàn)代溫室的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 趙一燃. 新農(nóng)業(yè). 2018(09)
[4]基于OneNet平臺(tái)的作物監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 單桂朋,江朝暉,孫云云. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2017(12)
[5]一種基于OneNet設(shè)備云的智能硬件組網(wǎng)方法[J]. 陳寶遠(yuǎn),褚慶文,孫忠祥,羅中明. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[6]氣候條件對內(nèi)蒙古西部黃河南岸小麥產(chǎn)量的影響——以達(dá)拉特旗為例[J]. 張彩云. 北方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2017(04)
[7]基于OneNet平臺(tái)的電力負(fù)荷監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J]. 公茂法,公鑫,張敏,接怡冰,滕文輝. 電測與儀表. 2017(15)
[8]農(nóng)業(yè)部常務(wù)會(huì)議審議通過《“十三五”全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展規(guī)劃》[J]. 中國飼料. 2016(17)
[9]ESP8266在智能家居監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 范興隆. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2016(09)
[10]基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫室溫濕度智能控制系統(tǒng)研究[J]. 吳曉強(qiáng),黃云戰(zhàn),趙永杰. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2016(04)
碩士論文
[1]基于設(shè)備云平臺(tái)的智能農(nóng)業(yè)溫室大棚遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[D]. 孫忠祥.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[2]基于物聯(lián)網(wǎng)的蔬菜質(zhì)量追溯系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 許博明.北京交通大學(xué) 2017
[3]大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)技推廣中的應(yīng)用研究[D]. 馮陽.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2016
[4]基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室監(jiān)控系統(tǒng)云平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王雷雨.內(nèi)蒙古大學(xué) 2016
[5]基于Onenet的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 劉曉劍.鄭州大學(xué) 2016
[6]基于二維碼的蔬菜溯源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙傳興.中國海洋大學(xué) 2015
[7]基于STM32單片機(jī)的高精度超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 苑潔.華北電力大學(xué) 2012
[8]云計(jì)算平臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D]. 張棋勝.北京交通大學(xué) 2011
本文編號:3609278
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